2.2. Класифікація сапр

Класифікувати САПР можна за такими ознаками:

• по ступеню формалізації вирішуваних задач;

• по функціональному призначенню;

• по спеціалізації;

• по технічній організації.

По ступеню формалізації вирішуваних задач САПР можуть бути побудовані на вирішенні:

27

• повністю формалізованих задач;

• частково формалізованих задач;

• не формалізованих задач.

Системи побудовані на рішенні задач, що повністю формалізу-ються, для проектування складних конструкцій зазвичай не придат-ні, оскільки математичні моделі об’ єктів проектування і процесів їх функціонування настільки складні, що повний і точний їх матема-тичний опис на сьогоднішній день неможливий. Такі системи мо-жуть застосовуватися тільки для вирішення простих задач проекту-вання.

Системи побудовані на вирішенні задач, що не формалізуються, в даний час знаходяться у стадії досліджень і розробки («штучний інтелект») і для проектування також не застосовуються.

Необхідно відзначити, що в обох випадках процес проектування відбувається без втручання людини. Таким чином мова йде не про системи автоматизованого, а автоматичного проектування.

Для вирішення завдань у багатьох галузях промислового вироб-ництва у даний час придатні тільки системи, побудовані на рішенні задач, що частково формалізуються.

Безумовно, частина завдань, пов’язаних з проектуванням деяких простих елементів конструкції може бути вирішена з використан-ням автоматичного проектування, але для проектування складних агрегатів і систем сьогодні повна автоматизація неможлива. Крім того, якщо йдеться про такі поняття, як форма пристрою, деталі ін-тер’єру, то на їх конструкцію крім функціональних вимог (аероди-намічні властивості, ергономіка, безпека) впливають і суб’єктивні чинники, наприклад мода, що також неможливо описати мовою ма-тематичних залежностей.

За функціональним призначенням САПР поділяються в залежно-

сті від вирішуваних задач, визначених складом функціональної час-тини системи:

• розрахунково-оптимізаційні;

• графічні;

• графоаналітичні;

• інформаційні і т.п.

За спеціалізацією САПР поділяють на спеціалізовані та інваріан-тні . Оскільки завдання автоматизованого проектування дуже склад-ні, то, як правило, САПР є спеціалізовані системи, що створюються

28

для вирішення вузьких завдань однієї галузі.

За технічною організацією САПР бувають однорівневі, побудо-вані на базі однієї достатньо продуктивної ЕОМ з набором необхід-них периферійних пристроїв, і багаторівневі, такі, що включають крім базової ЕОМ ряд підпорядкованих їй автоматизованих робочих місць (АРМ), що побудовані на основі ЕОМ нижчого рівня.

Тема 3. Способи представлення графічної інформації в еом

3.1. Машинна графіка

Засоби і методи створення та перетворення графічних зображень об’єктів за допомогою ЕОМ називається машинною графікою. Ма-шинна графіка використовується для введення інформації, яка має графічну форму в ЕОМ і виведення інформації в графічній формі з ЕОМ. При цьому під графічною формою представлення інформації розуміють креслення і ескізи деталей та складених одиниць, різно-манітні схеми, діаграми, графіки, гістограми і т.п. Якщо введення і виведення графічної інформації відбувається в процесі діалогу лю-дини з ЕОМ машинну графіку називають інтерактивною.

До основних технічних засобів машинної графіки відносяться графічні дисплеї разом з пристроями управління маркером, графічні пристрої, координатографи, кодувальники графічної інформації.

Математичне забезпечення машинної графіки включає геомет-ричні моделі, методи і алгоритми їх перетворення. Геометричні мо-делі можна представити у вигляді складених з окремих елементар-них частин - графічних примітивів (суцільні і пунктирні відрізки прямих ліній, дуги кола і еліпса, прямокутники, багатокутники), а алгоритми перетворення геометричних моделей - елементарними операціями ( масштабування зображення - стиснення або розширен-ня, поворот, зрушення, мультиплікація, дзеркальне відображення, виділення вікна).

Разом з автоматичним введенням інформації безпосередньо з графічних документів застосовують також попереднє кодування - представлення інформації на графічних вхідних мовах . Програмне забезпечення машинної графіки представлене в САПР: 1) мовними процесорами, що перетворюють інформацію введеної з кодувальни-ка або представлену на вхідній графічній мові; 2) програмами, що

29

перетворюють результати виконання проектн их процеду р приклад-ними програмами в команди управ ління пристроями виводу.

Елементарною один ицею машинної графіки є графічний об’єкт, щ о представляється системою рівнянь, які описують геометричні характерист ики об’єкту проектування у триви мірному просторі.

На прист роях відображення гра фічний об’єкт зображується у ви-гляді проекцій (ортогон альних, аксонометричних, перспективних і і н.), розрізів і перетинів.

Існують три види моделей об’єктів машинної графіки - стрижне-ва, оболонкова і об’ємн а.

Рис . 3.1. Моделі представлення об’єктів машинної графіки: а – стрижнева; б - оболонкова

Стрижнева модель (рис. 3.1, а) заснована на представленні

об’єкту у вигляді прямолінійних стрижнів, що є ребрами моделі, які сполучені між собою у вузлах - вершинах (1, 2 , 3 ...). Основними рі-вняннями, які застосов уються для опису моделі є рівняння прямої лінії в тривимірному просторі. Ребра є межами граней об’ єкту.

Оболонкова модель ( рис. 3.1, б) заснована на проектуванні зов-нішнього вигляду геометричного об’ єкту у вигляді сукупностей по-верхонь, що є гранями моделі ( А, Б, В...). Лінії перетина ння повер-хонь утворю ють ребра моделі. Така модель описується системою рівнянь поверхонь і може бути використана для моделювання зов-нішнього вигляду об’єктів будь-якої форми.

Найбільш сучасною моделлю,	що широко застосовується у
САПР, є об’ємна (твердотільна)	модель. Загальноприйнятим по-
30

рядком моделювання твердого тіла є послідовне виконанн я булевих операцій (об’єднання, віднімання і перетин) н ад об’ємним и елемен-тами (сфери, призми, циліндри, конуси, піраміди і т.д.). Ці елементи описуються тими ж рівняннями, що і поверхні оболонков ої моделі, проте об’ємні елемент и вважаються заповненими . Приклад вико-нання опера цій з об’ємними елементами показаний на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Операції з об’ємними елементами

Така мод ель вимагає складнішого програмного забезпечення, але при використанні програмних засобів на сучасних ЕОМ може бути забезпечена достатня дл я діалогов ого режиму швидкість графічних перетворень. Ця модель не має обмежень в можливостях побудови і відображення будь-яких проекцій, розрізів і перетинів.